《计算机网络》作业点评

《计算机网络》作业点评
《计算机网络》作业汇总
第一章
一、计算机网络的发展可分几个阶段？每一个阶段各有何特点？
答：计算机网络的发展分为三个阶段：面向终端的计算机网络，分组交换计算机网络，以OSI为核心的第三代计算机网络，即互联网。

面向终端的计算机网络中的计算机是整个网络的控制中心，各终端共享中心计算机
的软硬件资源，中心计算机的主要任务是对数据进行成批处理。

分组交换网是以通信子网为中心，主机和终端都处在网络的边缘。

这些主机和终端
构成了用户资源子网，用户不仅共享通信子网的资源，而且还共享用户资源子网的
许多硬件和软件资源。

互联网实现了异地计算机网络的互联。

二、简述计算机网络与联机多用户系统以及分布式计算机系统之间的关系？
答：计算机网络是将分布在不同地理位置的多台具有独立功能的计算机通过外围设置和通信线路互联起来、在功能完善的管理软件的支持下实现相互资源共享的系统。

联机多用户系统是有一台中央处理机、多台联机终端以及一个多用户操作系统组成，系统中的终端不具有独立的处理能力。

在共享资源方面，计算机网络中的用户可以相互共享资源。

而联机多用户系统是各终端共享中央处理机的资源。

在并行处理能力方面，计算机网络中的各计算机都具有独立处理能力，不受其它计算机的制约。

而联机分时多用户系统各终端用户是分时运行，同一时刻不存在两个用户程序同时运行的情况。

分布式计算机系统是一个建立在计算机网络之上的系统。

它与计算机网络的物理结构基本相同，所不同的是分布式操作系统与网络操
作系统的设计思想不同。

分布式操作系统是以全局方式管理网络资源。

它可以调动互连的计算机互相协调工作，共同完成一项任务，一个大型程序被分布在多台计算机上并行运行。

另外它可以自动为用户调动网络资源。

三、常见的局域网拓扑有哪几种？每一种有何特点？
四、结合OSI参考模型，试说明层次、协议与层间接口的概念以及它们之间的关系
答：层次是人们对复杂问题的处理方法，该方法将一个复杂的问题分解为若干个较容易处理的小问题。

OSI参考模型按功能将网络体系结构分成7个层次，即7个不同功能的子系统。

不同系统的同层子系统实体之间通信规则的集合成为该层的通信协议。

这样，相应与7个层次便有7层协议。

接口是指同一系统内相邻层之间交换数据信息的连接点，表现为层间的相互作用。

层次、协议与接口的关系是某一层协议的执行通过接口向上一层提供服务，而提供的服务是该层及其以下各层的一种能力。

即本层协议的实现还要使用下层所提供的服务。

因此层间接口为下层向上层提供服务、保证上层协议的执行奠定了基础。

五、请解释网络协议、接口和网络体系结构的概念
答：协议是指为了进行网络数据交换而制定的规则、约定与标准。

构成协议的3个要素是：语法、语义和时序。

接口是同一接点中相邻层之间交换信息的连接点。

低层向高层通过接口提供服务。

网络体系结构是网络的层次结构和与各层协议的结合。

网络体系结构对计算机网
络应实现的功能进行了精确的定义，而这些功能通过那种硬件与软件去完成视具体的实现问题。

六、试说明计算机网络有哪几部分组成？各部分的主要功能是什么？
答：计算机网络从功能上讲由资源子网和通信子网两部分组成。

资源子网提供访问网络和处理数据的能力，实现网络资源的共享。

资源子网由主机系统、终端、终端控制器、联网的外设、各种软件资源与信息资源组成。

通信子网提供网络通信功能，完成主机之间的数据传送任务。

通信子网由通信控制处理机、通信线路与其他通信设备组成。

七、请描述在TCP/IP考模型中数据传输的基本过程（可用图表示）
答：当源结点的应用进程的数据传送到应用层时，应用层为数据加上本层控制报头后,组织成应用层的数据服务单元，传输到传输层；传输层收到这个数据服务单元后加上本层的控制报头后构成传输层数据服务单元（报文）；报文再传到网络层，加上网络层的控制报头后构成网络层数据服务单元（分组）；分组被传送到数据链路层，加上本层的控制信息：帧头和帧尾构成数据链路层数据服务单元（帧）；帧被送到物理层后将以比特流的方式通过传输介质传输到目的结点的物理层并逐层上传，各层对各层的控制报头进行处理，最后将数据上交目的结点的应用进程。

第二章
1、数据传输速率与码元速率（信号传输速率）单位各是什么？它们之间有什么不同？
2、数据传输速率与信道的容量的单位各是什么？它们之间有什么不同？
3、信道带宽为3khz,信噪比为30db,则每秒能发送的比特数不会超过多少？
4、分别用标准曼彻斯顿编码和差分曼彻斯顿编码画出101101的波形图。

答1：数据传输速率单位是：位/秒bps，定义为单位时间内所传输的二进制信息位数。

码元速率单位是波特（Baud)定义为单位时间内通过信道传输的码元个数。

答2：带宽是指通信信道的容量。

信道带宽可分为模拟信道带宽和数字信道带宽两种。

模拟信道的带宽W=F2－F 1，单位是HZ。

数字信道的带宽决定了信道中不失真地传输脉冲序列时的最高速率，单位是位/秒bps。

信道的容量是信道传输数据能力的极限。

就像公路最大限速值与汽车实际速度之间的关系。

信道的容量是信道的最大传输速率。

单位是位/秒bps。

答3：根据香农定理：
最大传输速率C=H*㏒2(1＋S/N) ，
已知：db=10 ㏒10(s/n)，即s/n=1030/10=1000,所以C=3000*㏒2(1＋1000)
5、数据编码方法可以分为哪两种类型？它们各有哪些主要的编码方法？
答：数据编码技术指的是怎样用信号来表示数据。

常用的数据编码方法有两种：模拟数据编码（振幅键控、移频键控和移相键控）和数字数据编码（归零码、非归零码、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码）
6、请说明脉冲编码调制技术的基本工作原理？
答：脉冲编码调制技术是一个将模拟信号转换为二进制数码脉冲序列的过程，又称为PCM技术。

PCM的基本编码过程分为采样、量化和编码三个过程。

采样就是对模拟信号取值。

每隔一定的时间间隔，取模拟信号的当前值作为样本，该样本代表了模拟信号在某一时刻的瞬间值。

量化的意思是把采样所得的模拟信号值，按量化级别“取整”，变成真正意义上
的离散值，这个离散值就是量化级别数值。

编码是对量化值进行二进制编码。

7、什么是带宽？
答：带宽本来是指某个信号具有的频带宽度。

一个信号的带宽是指该信号所包含的各种不同频率成分所占据的频率范围。

比如电话信号的标准带宽是3.1kHz（从300Hz~3.4kHz，
既语音的主要成分的频率范围）。

带宽的单位是赫(Hz),或千赫(Kz)、兆赫(Mz)。

也根据信道的不同，对于带宽存在两种解释和定义：对于模拟信道，带宽是最高频率与最低频率之差，既w=f2-f1。

对于数字信道，带宽是信道所能达到的最大传输速率，即信道的容量。

单
位是bit/s
8、频分多路复用和时分多路复用的原理是什么？
答：频分多路复用是将多个频率不同的低频信号合成一个信号，通过一条物理信道同时发送出去，在接收端使用分频器分离成单独信号，频分多路复用是同一时间发出多路信号。

而时分多路复用是多个信号分时轮流使用信道。

9、控制字符SYN的ASCII码编码为0010110，请画出SYN的NRZ、曼彻斯特编码与差分曼彻斯特编码方法的信号波形。

10、某一个数据通信系统采用CRC校验方式，并且生成多项式G(x)的二进制比特序列为11001，目的结点接收到的二进制比特序列为110111001（含CRC校验码）。

请判断传输过程是否出现了差错。

11、电路交换和报文交换的原理是什么？它们的区别？
12、分析CSMA和CSMA/CD的区别？
13、ARQ和FEC的区别是什么？
14、练习题
⑴已知生成多项式为X4+X3+X2+1,求信息位10111001的CRC 码。

答：CRC码为：0111
⑵控制字符SYN的ASCII码编码为0010110，请画出SYN的NRZ、曼彻斯特编码与
差分曼彻斯特编码方法的信号波形。

答：
说明：这里定义电平从“高到低的跳变”表示“0”，由“低到高的跳变”表示“1”。

15、要发送的数据为1101011011。

采用CRC的生成多项式使P(X)=X4+X+1。

试求应添加在数据后面的余数。

1)数据在传输过程中最后一个1都变成0，问接收端能否发现？
2)数据在传输过程中最后两个1都变成0，问接收端能否发现？
答：添加在数据后面的余数为1110。

两种差错情况都能发现。

（注意：得到的余数位数应比除数少一位，不够左边补0）第三章
1、数据链路层确定了哪几方面功能？分别解决哪些问题？（见教材92页）
2、在停止等待协议中，什么是死锁现象和重复帧？又和危害？如何防止？（见教材98页）
3、问：数据链路与链路有何区别？“电路接通了”与“数据链路接通了”的区别何在？
答：“电路接通了”是指链路的物理连接接通了，可以传输比特流了，但此时还不能传输数据。

“数据链路”是由物理线路和为保障数据通信正确增加的一些规程和协议组成。

“数据链路接通了”不仅包括物理线路接通了，而且施加在物理线路上的通信控制规程也调试通过，可以传输数据了，此时数据链路接通了。

即在物理连接接通后，通信双方通过交换必要的信息，让通信双方做好收发数据的准备，使得发送方确知接收方处在准备接收数据的状态下。

4、试比较数据报服务和虚电路服务的特点和之间的区别？（见教材113页）
5、动态路由算法可分为哪几类？每一类有何特点？（见教材115页）
6、静态路由算法可分为哪几类？每一类有何特点？（见教材115页）
7、简述距离向量路由协议和链路状态路由协议的特点？
答：距离向量路由协议主要有RIP、IGRP。

它是一种分布式、基
于距离向量的路由选择协议。

分布式：体现在网络的每一个节点保存一张路由表，而且定期会与其它相邻节点交换路由选择信息，使得路由表信息同步。

距离向量：路由表的每一条记录（V，D）是由两项内容组成。

矢量V标识该路由器可以到达的目的网络或目的主机，D表示该路由器到达目的网络或目的主机的（距离）跳步数。

该协议要求路由器周期性地向外发送路由刷新报文，刷新报文的内容是由路由记录(V,D)组成的表。

其他路由器收到某个路由器的(V,D)报文后，会按照最短路径原则对自己的路由表进行刷新。

而链路状态路由协议（OSPF协议）的主要特点是：
路由器发送的信息是本路由器与哪些路由器相邻，以及链路状态（距离、时延、带宽等）信息；而RIP协议发送的路由信息是(V,D) 当链路状态发生变化时用洪泛法向所有路由器发送；而RIP协议仅向自己相邻的路由器发送路由信息。

所有的路由器最终都能建立一个链路状态数据库。

8、结合教材113页图3-30，增加一条虚电路H-C-B-F-E-H，请完善各节点虚电路表
内容。

第五章
一、网桥的学习、泛洪、过滤、转发和老化各功能具体指的是什么？
答：网桥的学习、泛洪、过滤、转发和老化各功能分别是：
学习：网桥会记录下它看到的所有的数据帧的源MAC地址和端口信息、登记收到的帧进入该网桥的时间。

这就是网桥的学习功能。

泛洪：当网桥收到一个未知的单播帧时，网桥会先将数据帧源站点的MAC地址记录到自己的MAC地址表中，然后网桥再将这个数据帧转发到它的其它端口，这个过程称为泛洪。

过滤：当帧的源MAC地址和目标MAC地址处于网桥的同一个端口时，网桥将丢弃该帧。

这个过程称为过滤。

转发：当帧的目标地址是一个已知的单播地址（MAC地址表中有与之相关的条目）并且源地址和目标地址关联着网桥的不同端口时，
网桥就会转发该帧。

老化：当网桥学习到一个单播地址时，它将地址加入到自己的MAC地址表中，同时会为这个条目分配一个老化计时器。

当计时器到期时，网桥就会将这个条目移除。

如果在老化计时器未到期时，网桥又接收到一个来自该地址的数据帧，它会刷新这个计时器以重新开始计时。

二、结合网桥的功能，说明交换机的学习、转发和过滤的过程：
答：1、交换机的“学习”是通过读取帧的源地址并记录帧进入交换机的端口号进行的。

2、转发：交换机根据帧的目的地址查找MAC地址表，找到对应帧的目的地址的输出端口号，就在交换机内部建立源端口与目的端口之间的连接。

使每一对相互通信的主机都能够独占传输介质，进行无碰撞地数据传输。

说明：若找不到对应帧的目的地址的输出端口号，同网桥一样，交换机就向所有（除接收次帧的端口外）端口转发信息，当目的结点发回应答帧，交换机就可获得目的结点与端口的映射关系，并记录在MAC地址映射表中。

3、过滤：当源端口与目的端口处在同一端口时，交换机对此数据帧不转发，丢弃该帧。

说明：源端口与目的端口处在同一端口的情况是：交换机的某一个端口连接了一台集线器，通信双方结点都连接在集线器上，此时连接集线器的端口称为“共享端口”
三、路由器和网桥的区别？
答：虽然它们都是网络互连的设备，它们的不同点表现如下：
1、网桥是工作在数据链路层，路由器是工作在网络层。

2、网桥是根据MAC地址来确定是否转发数据帧，路由器是根据目的IP地址来确定是否转发数据帧。

3、网桥是工作在数据链路层，加上传统的局域网采用的是广播方式，容易产生“广播风暴”问题，而路由器可以有效的隔离“广播风暴”，使得互联的每一个局域网都是独立的子网。

4、网桥连接两个局域网时，两个局域网的物理层、数据链路层协议可以不同，数据链路层以上的高层要采用相同的协议，路由器连接两个局域网时，两个局域网的物理层、数据链路层和网络层协议可以不同，网络层以上的高层要采用相同的协议。

四、试述交换机的工作原理，它与HUB的原则性区别是什么？
答：：交换机工作原理：交换机是一个较复杂的多端口透明网桥。

因为交换机使用了专用的交换结构芯片，交换速率高。

当主机需要通信时，交换机能同时连接几对端口，使每一对相互通信的主机都能够独占传输介质，进行无碰撞地数据传输。

见教材163页。

它与HUB的原则性区别是：
1、工作的层次不同
HUB是工作在物理层的设备，Switch是工作在数据链路层的设备。

2 、通过HUB互联的网络，当一个结点需要发送数据时，它先执行CDMA/CD介质访问控制协议，在获得数据的发送权后，将数据信号通过HUB内部总线广播出去，与HUB 相连的每个结点都会收到这个数据帧。

在某个时间片内只允许一个结点占用公用通道。

而且又是多个结点共享这个公共通道。

存在冲突域的问题。

3 、交换机改变了总线争用的工作模式，解决了冲突域的问题。

它采用的是端口之间的多个并发连接，也就是说交换机可以在同一个时间片内，为多个结点建立连接。

见下面例子：
当站点A要向站点C发送数据，站点D要向站点B发送数据。

这时交换机的交换控制中心根据“端口号/MAC地址映射表”，为结点A 到结点C建立端口1到端口5的连接，同时为结点D到结点B建立端口6到端口4的连接，这种端口之间的连接可以根据需要同时建立多条，也就是说可以在多个端口之间建立多个并发连接。

4、交换机的数据转发方式与HUB不同。

交换机是根据MAC地址表，将数据通过对应的端口转发出去，而不是像HUB是广播方式转发给所有的端口。

五、路由器为什么可以有效的隔离“广播风暴”？
答：是由路由器的转发功能决定的。

当分组到达路由器后，路由器首先在路由表中查找，看是否有到达下一个结点（或主机）的路径，如果有便将分组发送出去，否则路由器便将该分组丢弃。

而不是像交换机和网桥对目的地址未知的数据帧转发到它的其它端口。

六、路由器与三层交换机异同点与它们的应用范围？
三层交换机工作在网路层，设计的目的是为了如何提高、处理和转发分组速度，减
少延时，其功能是由硬件实现的。

使用的是专用集成电路ASIC,而不是路由处理软件。

但三层交换机比路由器简单，它提供的功能比路由器少。

它不如
路由器灵活、容易
控制和安全。

三层交换机对需要速度，而不是网络管理型的应用，如内部网络主干部分是最佳选
择。

当应用于Internet接入，需要能对性能和安全性更好地进行控制时，路由器才是最好
的选择。

路由器是用来连接网络，交换机是用来连接主机，并且在一个特定的网络中工作。

七、集线器和冲突域、网桥与广播风暴的概念
1、集线器和冲突域：
早期的局域网都是使用集线器将计算机连在一起。

然而当连接的结点增多后，网络的负载加大，性能下降。

使用集线器互联的局域网结构，它是一种共享介质的局域网结构。

任何一个集线器的某个端口上收到的数据帧都会被转发到集线器的所有端口，使得冲突域急剧扩大。

这是因为所有连接到集线器的结点共享一个“传输介质”。

当一个端口接收到数据信号后，先将信号进行整形放大，使被衰减的信号再生（恢复）到发送时的状态，紧接着转发到Hub上其他所
有处于工作状态的端口上。

2、网桥与广播风暴
1)为了解决“冲突域”的问题，提高共享介质的利用率，利用网桥来分割网段中的流量，根
据帧地址过滤和转发帧，建立多个分离的“冲突域” 。

但是，网桥也存在着“广播风暴”。

2)当网桥要确定转发某个目的结点的数据帧时，一定要查找本地MAC地址表，当MAC
地址表中没有该目的结点的地址信息，网桥无法决定应该从哪个端口转发，它唯一的方法就是向所有的端口广播该数据的帧。

3)网桥的这种通过广播方式解决目的结点位置不明确的工作方式，势必会引起网络无用的
通信量剧增，造成“广播风暴”。

八、请列举4种用于网络互连的设备，简述它们的功能以及它们工作的OSI协议层
答：⑴中继器：在物理层上对电信号进行再生和放大，已扩展传输距离。

⑵网桥：工作在数据链路层，在数据链路层对帧进行存储转发、差错校验、格式转化和寻址，实现网络的互联。

网桥最常见的用法是用于连接两个局域网。

⑶交换机：从工作的角度看网桥和交换机都是工作在数据链路层，交换机可以认为是多端口网桥。

有些交换机同网桥的工作原理一样，是采用存储转发方式进行帧转发，但是也有些交换机采用直通交换方式。

另外交换机采用基于硬件的转发机制比网桥的交换速度快。

交换机的每一个端口都可以直接与主机相连。

由于交换机工作在数据链路层也叫做第二层交换机。

⑷路由器：工作在网络层，在网络层对分组进行存储转发，实现多个网络的互联。

路由器的主要功能有路由选择、协议转换、流量控制、网络管理等功能。

第六章
一、局域网的工作特点是什么？
答：局域网是共享介质的广播式分组交换网。

局域网的核心技术是共享介质的信道分配技术，而这一核心技术又是与网络的拓扑结构和传输介质有关。

具体如下：
1、局域网覆盖有限的地理范围，它适用于公司、机关、校园、工厂的计算机、终端与各类信息处理设备联网的需求。

2、局域网提供高数据传输速率，低误码率的高质量的数据传输环境。

3、局域网一般属于一个单位所有，易于建立、维护与扩展。

4、局域网主要技术要素网络拓扑、传输介质与介质访问控制方法。

5、从介质访问控制方法的角度来看，局域网分为共享介质式局域网和交换式局域网
二、介绍ISO参考模型与IEEE802模型之间的关系？
答：根据局域网的技术特点（局域网使用多种传输介质，而每一种介质访问协议又与传输介质和拓扑结构相关）对OSI参考模型中的数据链路层作了修改，引入了介质访问控制子层和逻辑链路控制子层。

OSI参考模型与IEEE 802参考模型之间的对应关系
三、在局域网中为什么要将数据链路层划分为LLC子层和MAC子层？LLC子层和MAC 子层之间的关系？
答：由于局域网使用多种传输介质，而每一种介质访问协议又与传输介质和拓扑结构相关。

为了简化局域网中数据链路层的功能划分，
所以IEEE 802标准把数据链路层划分为介质访问控制（MAC）子层和逻辑链路控制（LLC）子层。

它们之间的关系是：LLC子层向MAC子层提供服务。

四、传统式局域网和交换式局域网的特点各是什么？
答：
传统式局域网络是“共享介质”的广播网络。

用广播的方式传送数据，每个工作站都能收到来自所有其它站点的数据，所有结点共享一条公共通信信道，每一瞬间只能一个结点占用公共通信信道。

由于所有结点共享一条公共通信信道，不可避免会有冲突。

随着网络结点的增加，通信负荷加重时，网络的效率会急剧下降。

交换式局域网络将传统式局域网络的共享介质的工作方式改为交换方式的工作模式。

交换式局域网络的核心是局域网交换机，它有多个端口，每个端口可以直接与一个主机相连，也可以与一个共享介质式的集线器(HUB)相连。

当一个端口只连接一个结点时，该结点独享交换机带宽。

局域网交换机可以在端口之间建立多个并发连接，实现结点之间数据的并发传输。

改善了局域网的性能与服务质量。

五、局域网的工作特点是什么？
答：1、局域网覆盖有限的地理范围，它适用于公司、机关、校园、工厂的计算机、终端与各类信息处理设备联网的需求。

2、局域网提供高数据传输速率，低误码率的高质量的数据传输环境。